Gaswarngeräte für brennbare Gase sind ortsfeste oder tragbare Messeinrichtungen, die die Konzentration brennbarer Gase in der Umgebungsluft erfassen und bei Überschreitung definierter Schwellenwerte Alarm auslösen. Ihre Funktionsfähigkeit entscheidet unmittelbar über den Schutz von Personen und Anlagen, da ein verstellter oder driftender Sensor eine Explosion frühzeitig nicht mehr anzeigt. Die Prüfung solcher Geräte umfasst mehrere Dimensionen: das Messprinzip der Sensoren, die Auswahl geeigneter Prüfgegenstände und Prüfgase, den Prüfaufbau mit Kalibrier- und Bump-Tests, die messtechnischen Kennwerte, die Beurteilung anhand von Grenzwerten sowie die anwendungsspezifischen Prüffristen. Der vorliegende Beitrag beschreibt die Prüfung von Gaswarngeräten für brennbare Gase entlang dieser Module und zeigt auf, welche Schritte für eine belastbare Prüfaussage erforderlich sind.
Prinzip und Wirkungsweise
Gaswarngeräte für brennbare Gase basieren überwiegend auf katalytischen Brennzellen, Infrarotsensoren, Wärmeleitfähigkeitssensoren oder elektrochemischen Messzellen. Katalytische Brennzellen oxidieren das brennbare Gas an einer Edelmetall-Wendel und setzen dabei Wärme frei. Die Temperaturerhöhung verändert den elektrischen Widerstand der Wendel, aus dem die Gaskonzentration abgeleitet wird. Infrarotsensoren nutzen die Absorption von Infrarotstrahlung durch Kohlenwasserstoffmoleküle in einem definierten Wellenlängenbereich. Die Schwächung des Messstrahls gegenüber einem Referenzstrahl ist ein Maß für die Konzentration. Wärmeleitfähigkeitssensoren vergleichen die Wärmeleitfähigkeit des Gasgemischs mit der eines Referenzgases. Für die Prüfung ist entscheidend, dass das Prüfverfahren das jeweilige Messprinzip gezielt anspricht und die Reaktion des gesamten Signalwegs vom Sensor bis zur Alarmausgabe erfasst wird.
Prüfgegenstände und Prüfgase
Prüfgegenstand ist das komplette Gaswarnsystem einschließlich Sensor, Elektronik, Anzeige, Alarmerkennung und Signalweiterleitung; bei ortsfesten Anlagen zählen auch Zuführungsleitungen und Alarmeinrichtungen zur Prüfung. Als Prüfgase kommen unter anderem Methan, Propan, Butan, Ethan und Wasserstoff infrage, abgestimmt auf den vorgesehenen Anwendungsfall des Geräts. Die Prüfgase werden als zertifizierte Prüfgasgemische in Druckgasflaschen oder aus Generatoren bereitgestellt. Die Konzentration des Prüfgases muss auf einem rückverfolgbaren Niveau bekannt sein und in einem Bereich liegen, der sowohl die Nullpunkt-Anzeige als auch die Alarmschwellen abdeckt. Vor der Prüfung ist der Zustand der Sensoren zu dokumentieren, einschließlich Alter, Vorexposition und gegebenenfalls vorhandener Verschmutzung. Diese Angaben fließen später in die Beurteilung der Messergebnisse ein und machen Abweichungen zwischen Alterung und tatsächlicher Fehlfunktion unterscheidbar.
Prüfmethoden und Prüfaufbau
Zentrale Verfahren sind der Bump-Test, die Kalibrierung und die Funktionsprüfung mit Prüfgas. Beim Bump-Test wird eine definierte Gaskonzentration in kurzer Zeit dem Sensor zugeführt und geprüft, ob das Gerät innerhalb der spezifizierten Ansprechzeit alarmiert. Die Kalibrierung umfasst eine Nullpunkteinstellung mit sauberer Luft oder Stickstoff sowie eine Spannpunkteinstellung mit einem Prüfgas bekannter Konzentration. Der Prüfaufbau besteht aus der Prüfgasflasche, einem Druckregler, einem Durchflussmesser und einer Gaskappe oder Kalibrierverschlusskappe, die das Prüfgas definiert über den Sensor leitet. Der Volumenstrom ist konstant zu halten, da zu hohe Strömungsgeschwindigkeiten die Anzeige verfälschen können. Bei ortsfesten Systemen ist zusätzlich die Signalweiterleitung an die Steuerzentrale zu prüfen. Die Umgebungstemperatur, die Luftfeuchte und querströmende Luft am Prüfort sind zu kontrollieren, da diese Größen das Prüfergebnis beeinflussen.
Messgrößen und Leistungskennwerte
Kerngröße ist die Anzeigeabweichung, also die Differenz zwischen angezeigtem und tatsächlichem Prüfgaswert, üblicherweise bezogen auf den Messbereichsendwert. Weitere Kennwerte sind die Ansprechzeit bis zum Erreichen eines definierten Anteils des Endwerts, die Wiederholgenauigkeit bei aufeinanderfolgenden Prüfgasen, die Alarmauslösung an den eingestellten Schwellenwerten sowie die Langzeitdrift des Nullpunkts. Bei Geräten mit several Sensoren sind alle Messkanäle getrennt zu bewerten. Dokumentiert werden zudem die eingestellten Alarmschwellen, die verwendete Prüfgaskonzentration, die Seriennummer des Geräts und die Umgebungsbedingungen während der Prüfung. Aus der Differenz zwischen Soll- und Ist-Anzeige lässt sich beurteilen, ob eine Nachkalibrierung ausreichend ist oder der Sensor zu tauschen ist. Die Ansprechzeit dient als Kriterium dafür, ob das Gerät im Ernstfall rechtzeitig warnt und somit den Schutzzielen entspricht.
Grenzwerte und Beurteilungskriterien
Die Beurteilung orientiert sich an den Herstellerangaben des Gaswarngeräts und den anerkannten Regeln der Technik. Typische Beurteilungskriterien sind eine Anzeigeabweichung innerhalb der vom Hersteller spezifizierten Toleranz, eine Alarmierung bei Ansprechen der Prüfgaskonzentration innerhalb der angegebenen Ansprechzeit sowie eine stabile Nullpunktanzeige nach der Prüfgasbeaufschlagung. In vielen Anwendungsbereichen gelten die unteren Explosionsgrenzen als Bezugspunkt; Alarmschwellen werden üblicherweise als Prozentsatz der unteren Explosionsgrenze eingestellt. Überschreitet die Anzeigeabweichung die zulässige Toleranz, ist zunächst eine Nachkalibrierung durchzuführen und die Prüfung zu wiederholen. Bleibt die Abweichung bestehen, gilt das Gerät als nicht funktionsfähig und ist außer Betrieb zu nehmen oder instand zu setzen. Das Prüfergebnis wird mit Bestehen oder Nichtbestehen dokumentiert und der nächste Prüftermin entsprechend festgelegt.
Anwendungsszenarien und Prüffristen
Gaswarngeräte für brennbare Gase kommen in Chemieanlagen, Lagerhallen, Heizungskellern, Kläranlagen, Laboratorien und auf Übergabestationen für Flüssiggas zum Einsatz. Die Prüffristen richten sich nach der Risikobewertung des Betreibers, den Herstellerangaben und den betrieblichen Rahmenbedingungen; häufig werden Bump-Tests vor jeder Schicht oder in kurzen Abständen und Kalibrierungen in längeren Intervallen vorgenommen. Nach Sensorwechsel, Reparatur, Sturz oder bekannter Überbelastung des Sensors ist eine außerplanmäßige Prüfung durchzuführen. In Bereichen mit wechselnden Gasarten kann die Prüffrist verkürzt werden, da das Messverhalten von der Gasart abhängt. Jede Prüfung ist lückenlos zu dokumentieren, um die Betriebsgeschichte des Geräts nachvollziehbar zu machen. Ein regelmäßiger Vergleich der Prüfergebnisse über die Zeit zeigt Drifterscheinungen frühzeitig und erlaubt eine geplante Sensorenwartung statt eines ungeplanten Ausfalls.
FAQ
Was enthält ein Prüfbericht zur Prüfung von Gaswarngeräten für brennbare Gase und wozu dient er?
Der Prüfbericht dokumentiert die geprüften Prüfgegenstände, die verwendeten Prüfgase, den Prüfaufbau sowie die ermittelten Messgrößen und Leistungskennwerte. Er bildet die Grundlage für die Beurteilung anhand der Grenzwerte und Beurteilungskriterien und dient als Nachweis der ordnungsgemäßen Prüfung im betrieblichen Einsatz.
Wie läuft die Beauftragung einer Prüfung von Gaswarngeräten für brennbare Gase ab und welche Angaben sind wichtig?
Zunächst werden die Geräte, die betreffenden brennbaren Gase sowie das Anwendungsszenario mitgeteilt. Wichtige Kommunikationspunkte sind die Auswahl der Prüfgase, die relevante Messgröße und die einzuhaltenden Beurteilungskriterien. Darauf aufbauend werden Prüfmethoden, Prüfaufbau und die anzusetzenden Prüffristen abgestimmt.
Welche
Faktoren beeinflussen die Kosten der Prüfung von Gaswarngeräten für brennbare Gase?
Kostentreiber sind vor allem Art und Anzahl der Prüfgegenstände, die benötigten Prüfgase, der Aufwand für den Prüfaufbau sowie der Umfang der zu ermittelnden Messgrößen und Leistungskennwerte. Auch das Anwendungsszenario und die daraus resultierenden Prüffristen sowie die Auswertung gegen die Beurteilungskriterien wirken sich auf den Prüfaufwand aus.